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页数:296

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出版时间:2005-1

价格:36.00元

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isbn号码:9787304029524

丛书系列:

图书标签:

• 图像处理
• 计算机视觉
• 数字图像
• 图像分析
• 图像识别
• 图像增强
• 图像分割
• 模式识别
• 机器视觉
• 深度学习

数字艺术与媒介创新：从像素到沉浸式体验的构建 前言：重塑我们观察与感知世界的方式 在信息爆炸的时代，图像和视觉内容已成为人类沟通、记录与表达情感的核心载体。我们不再仅仅是被动地观看，而是积极地参与和创造视觉世界。本书并非聚焦于计算机底层算法的理论推导，而是致力于探索如何运用先进的数字技术，将抽象的数学概念转化为直观、富有感染力的视觉艺术与交互媒介。我们关注的是“如何创造”和“如何体验”，而非“如何计算”。 本书面向的读者群体，是那些渴望跨越传统艺术边界，将技术作为强大创作工具的视觉设计师、新媒体艺术家、交互体验架构师以及对数字叙事抱有热忱的实践者。我们将带领读者深入理解数字图像的“生成哲学”，探讨如何驾驭色彩空间、光影模拟以及动态序列，以构建前所未有的沉浸式艺术环境与高效的信息可视化界面。 --- 第一部分：视觉的语言与构建基石 本部分将剥离繁复的数学公式，转而探讨数字图像的“美学本质”和“表达潜力”。我们不再将图像视为简单的矩阵运算，而是将其视为一种新的绘画媒介和叙事结构。 第一章：感知引擎的重构：超越RGB的空间哲学 色彩是视觉表达的灵魂，但传统的RGB模型往往限制了创作者的想象力。本章将深入剖析色彩感知模型（如CIELAB, HSLuv）在艺术创作中的实际应用价值。我们将探讨如何利用这些模型进行有意识的调色和情感映射，而非依赖经验的随机组合。重点讨论如何设计出在不同照明条件下仍能保持视觉一致性和情感强度的数字作品。我们将通过案例分析，展示如何通过色彩的动态变化来引导观众的注意力，营造出特定的心理氛围，例如利用环境光色温的模拟来增强场景的真实感或超现实感。 第二章：形态的生成与控制：从参数化到有机生长 数字图像的形态控制不再局限于传统的描摹，而是转向基于规则的生成（Procedural Generation）。本章将介绍如何运用简单的数学函数和迭代过程，创造出具有复杂细节和有机生命力的纹理、图案和三维结构。我们将重点研究分形几何的视觉美学，并展示如何通过调整参数来“驯服”这些无限的复杂性，使其服务于特定的艺术构图。此外，还将探讨基于物理的纹理合成，如何模拟真实世界中材料（如木材、织物、岩石）的微观结构，赋予数字对象以触感和历史的厚重感。 第三章：光线的情感权重：高动态范围的叙事张力 光，是定义形态和情绪的关键因素。本章将深入探讨光线模拟的艺术化处理，而非纯粹的物理精确性。我们将关注次表面散射（SSS）如何赋予皮肤和蜡质材料以生命力，以及体积光（Volumetric Lighting）如何营造出神秘或神圣的空间感。通过对高动态范围（HDR）图像的处理，我们将学习如何戏剧性地控制场景中的高光和阴影对比度，以强化叙事的张力，使“暗”成为一种有力的表达，而“亮”则成为聚焦的圣殿。 --- 第二部分：动态与交互：时间维度上的视觉构建 数字艺术的真正力量在于其捕捉和塑造时间的能力。本部分将探讨如何将静态的视觉元素转化为流动的、对环境和用户输入做出反应的沉浸式体验。 第四章：时间流的编排：动态序列与运动的韵律 动画不再仅仅是帧的堆叠，而是时间上的雕塑。本章将聚焦于运动设计（Motion Design）的韵律感。我们将分析诸如“缓入缓出”（Easing）曲线在影响观众情绪中的作用，以及如何运用非线性时间结构来打破叙事的惯性。重点探讨粒子系统（Particle Systems）作为一种抽象的、可控的“数字尘埃”，如何用来表达能量的释放、物质的消散或意识的流动，将其从特效工具提升为表达媒介。 第五章：空间感的重定义：视点与沉浸式感知 当观众不再是旁观者，而是进入画面内部时，我们对空间的处理方式必须彻底改变。本章聚焦于环境感知与虚拟空间构建。我们将讨论如何设计空间音频的视觉化映射，使声音的来源和距离在视觉上得以体现。更重要的是，我们将探讨非欧几里得几何在视觉叙事中的应用，如何通过扭曲透视和视场角（FOV）来挑战观众对现实尺度的认知，创造出既熟悉又陌生的体验。 第六章：数据的情感化表达：从图表到心流 在信息过载的时代，将数据转化为直观且具有感染力的视觉流至关重要。本章将跨越传统的数据可视化范畴，探索“数据艺术化”。我们将分析如何利用流体动力学模拟来表现复杂系统的演变（如市场波动或生态变化），以及如何使用生物形态（Biomorphic）的形态来表达统计的关联性。核心在于找到数据的“节奏”和“情绪”，并用动态的视觉语言将其传达给非专业背景的观众。 --- 第三部分：边界的拓扑：现实与虚拟的交织界面 本部分的讨论将转向当前技术最前沿的领域，探讨数字构建物如何与物理世界深度融合，创造出全新的交互范式。 第七章：混合现实中的存在感：锚定与虚实融合的张力 增强现实（AR）和混合现实（MR）要求我们重新定义“图像的边界”。本章关注如何设计出具有“物理权重”的数字对象。我们将探讨环境感应（如遮挡、光照估计）如何被艺术化地利用，以确保虚拟元素能够“说服”观众它们存在于同一物理空间。重点研究空间锚定的艺术：如何利用现实环境的几何特征，来引导虚拟内容的展开和消失，实现无缝的认知过渡。 第八章：算法的共创：人机协作的未来画布 未来的图像创作将是人与机器的对话。本章探讨如何将生成式模型（Generative Models）视为一种“思维的扩展工具”而非“替代品”。我们将学习如何通过精妙的提示工程和反馈循环，引导算法产出符合艺术家预设审美和概念意图的结果。这不仅关乎技术的操控，更关乎如何与一个“非人”的智能体建立起富有创意的合作关系，探索那些仅凭人类直觉难以触及的视觉领域。 --- 结语：持续的迭代与审美的演进 数字图像处理的终极目标，是超越工具本身，实现对人类情感和认知的精准投射。本书提供的工具箱和视角，旨在激发读者去质疑既定的视觉规范，并将每一次对参数的调整，每一次对交互流程的设定，都视为一次深思熟虑的美学决策。我们期望读者能够利用这些知识，去构建那些不仅引人注目，更能触动人心的视觉体验。

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我对本书在算法实现细节上的深入探讨留下了极其深刻的印象。很多市面上的书籍往往在讲解完高层概念后就戛然而止，只留下一些模糊的理论框架，但这本书不同，它深入到了C++代码级别的实现逻辑，对于那些希望将理论付诸实践的工程师来说，简直是如获至宝。例如，在讲解图像滤波器的卷积操作时，作者不仅给出了数学推导，还贴心地附上了针对不同硬件平台（CPU与GPU）的优化思路和伪代码结构，这对于我们实际进行高性能图像处理模块开发至关重要。我特别关注了它关于傅里叶变换在图像去噪中的应用那一章节，作者详尽地分析了不同窗口函数对频谱泄漏的影响，并给出了如何选择合适的阈值进行频率域的编辑。这种严谨的学术态度和对工程实践的关注度，使得这本书不仅仅是一本教科书，更像是一本实战手册。我甚至发现书中的一些小技巧，比如关于内存对齐对提升矩阵运算速度的微小优化，都是我在以往的学习中从未接触到的宝贵知识点。

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这本书的叙事风格和知识体系的构建方式，展现了一种罕见的宏观视野。它没有将计算机图像处理局限于某个特定的软件或库，而是将其置于整个计算科学和感知哲学的广阔背景下进行审视。作者开篇就追溯了从早期摄影测量到现代数字成像的发展脉络，这种历史的纵深感，帮助我理解了当前技术瓶颈的成因。它不仅仅在教你“如何做”，更在引导你思考“为什么会这样”。我特别喜欢它在讨论人眼视觉模型时所引用的心理物理学研究成果，这使得我们对“什么是好的图像”有了更深层次的理解，而不是仅仅停留在像素值的高低上。这种跨学科的融合，让原本可能显得生硬的技术讲解变得富有生命力。这本书的论述逻辑清晰到几乎可以说是艺术品，每一章都是一个紧密相连的知识模块，将从基础的像素操作逐步推演到复杂的3D重建，过渡得自然流畅，没有生硬的跳跃感。这为初学者提供了一个完整的认知地图，也为资深研究者提供了一个回顾和反思基础的绝佳平台。

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我必须指出，本书在处理现代实时渲染管线（Real-Time Rendering Pipeline）方面的更新速度和前沿性令人印象深刻。在计算机图形学领域，技术迭代的速度极快，很多经典教材的内容很快就会过时。然而，这本书似乎紧跟最新的图形API（如Vulkan或最新的DirectX特性）的发展趋势。我对它关于延迟渲染（Deferred Shading）与前向渲染（Forward Rendering）的优劣势对比分析特别满意，它不仅描述了技术原理，还用数据说明了在不同场景下（例如，拥有大量动态光源的场景），哪种架构更具优势。更难能可贵的是，书中对GPU并行计算的基本概念讲解得非常透彻，这对于理解现代图形着色器（Shader）的编写逻辑至关重要。它没有把GPU的并行化处理当作一个“黑箱”来处理，而是细致地解释了线程组、工作项等概念是如何映射到实际的图形处理流程中的。这种对“当下”技术的聚焦，保证了这本书在未来几年内依然具有极高的参考价值。

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对于那些更侧重于理论深度和数学严谨性的读者来说，本书的数学基础部分是教科书级别的典范。很多关于几何变换、投影和曲线曲面表示的章节，其推导过程详尽且无懈可击。我尤其对作者在介绍非线性优化方法（如Levenberg-Marquardt算法在相机标定中的应用）时的处理方式表示赞赏。他没有回避复杂的矩阵求导和雅可比矩阵的构建过程，而是用非常清晰的步骤一步步引导读者攻克这些数学难点。对于我这种需要进行学术研究的人来说，书中的每一个公式和定理都有明确的引用和出处，极大地方便了我进行后续的文献追溯和深入学习。这本书的配文简洁有力，几乎没有冗余的叙述，所有的篇幅都用在了对核心概念的精确表达上，这使得阅读效率非常高，能够快速定位到需要加强理解的关键环节。它要求读者具备一定的线性代数和微积分基础，但回报是你能真正掌握这些图像处理技术背后的驱动力。

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这本书的插图真是太惊艳了！我一直对数字艺术和图形设计充满热情，但很少有教材能像这本书一样，在讲解复杂理论的同时，提供如此丰富且高质量的视觉案例。无论是对色彩空间的深度剖析，还是对纹理映射技术的细腻展示，作者似乎都倾注了大量心血，确保每一个概念都能通过一幅幅精美的图像得到直观的印证。比如，当我研究到光线追踪算法的原理时，书中的对比图清晰地展示了不同采样方法在渲染真实感阴影和反射时的细微差别，这比单纯的数学公式要高效得多。我尤其欣赏它在介绍高级渲染技术，比如次表面散射（SSS）时，所采用的循序渐进的图示说明，让我这个非专业出身的读者也能摸清门道。而且，那些收录的专业级作品集，简直就是一本灵感宝典，让我对未来自己的创作方向有了更清晰的蓝图。这本书的排版设计也十分考究，用色和谐，布局合理，阅读体验极佳，完全不会让人感到枯燥乏味。我强烈推荐给所有热爱视觉艺术和计算机图形学的朋友们，它绝对是能点燃你创作火花的催化剂。

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